2012課程設(shè)計(jì)課題與可提供

模擬電路課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課題與實(shí)驗(yàn)室可提供的元器件————模擬電路實(shí)驗(yàn)室編————課題說明四個(gè)結(jié)合：模、數(shù)結(jié)合；軟、硬結(jié)合；理論與實(shí)際相結(jié)合；功能與工藝相結(jié)合課題自由選擇：每一道題分基礎(chǔ)部分和選做部分，分別采取不同的分值系數(shù)（0.8～1.2）。同學(xué)可以根據(jù)自己能力自由選擇。成績計(jì)分方法為：最終成績=原始得分（滿分100）×分值系數(shù)例如：采用0.8系數(shù)的題目，完成成績?yōu)?0分，最終成績?yōu)?/p>

72分。本課題可由所有班級的同學(xué)選做。設(shè)計(jì)題一

自選電路1、自已選自己喜歡、實(shí)用的電路。所選電路可包括模擬或模擬和數(shù)電部分。2、所用元器件最好能在實(shí)驗(yàn)室可找。3、可以做成PCB板。此題分值系數(shù)為1.2。功能完整、結(jié)構(gòu)簡單先進(jìn)、成本較低、有個(gè)人特色設(shè)計(jì)題二（1）三極管β值范圍分選電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求設(shè)計(jì)制作一個(gè)三極管β值范圍分選電路的裝置。要求：1、β值的范圍分別為120～160及160～200對應(yīng)的分檔編號分別是1、2；待測三極管為空時(shí)顯示0。2、用數(shù)碼管顯示β值的檔次；3、電路采用5V或±5V電源供電。4、設(shè)計(jì)本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源。注：選做此題的分值系數(shù)為0.8。本課題供(?)班同學(xué)選做。注意：電路調(diào)試時(shí)，電源用實(shí)驗(yàn)室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安裝自設(shè)計(jì)的電源電路。設(shè)計(jì)題二（2）電容值范圍分選電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求設(shè)計(jì)制作一個(gè)電容值范圍分選電路的裝置。要求：

1、電容值在1UF～10UF范圍內(nèi)時(shí)顯示1，對該范圍以外顯示0。2、用數(shù)碼管顯示電容值的檔次；3、電路采用5V或±5V電源供電。4、設(shè)計(jì)本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源。注：選做此題的分值系數(shù)為。注意：電路調(diào)試時(shí)，電源用實(shí)驗(yàn)室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安裝自設(shè)計(jì)的電源電路。本課題供(?)班同學(xué)選做。設(shè)計(jì)題三(1)：增益可自動(dòng)變換的放大器1、設(shè)計(jì)任務(wù):設(shè)計(jì)制作一個(gè)增益可自動(dòng)變換的交流放大器。2、設(shè)計(jì)要求（1）基本功能放大器增益可在1倍、2倍、3倍、4倍四檔間巡回切換，切換頻率為1Hz。電源采用+5V單電源供電。（2）發(fā)揮部分a、可以隨機(jī)對當(dāng)前增益進(jìn)行保持，保持時(shí)間為4S，保持完后繼續(xù)巡回狀態(tài)b、對指定的任意一種增益進(jìn)行選擇和保持（保持時(shí)間為4S

），保持完后返回巡回狀態(tài)。并通過數(shù)碼管顯示當(dāng)前放大電路的放大倍數(shù)，用0、1、2、3分別表示1、2、3、4倍即可。本課題只供（2）班同學(xué)選做。用給定的集成運(yùn)算放大器、集成模擬開關(guān)等器件設(shè)計(jì)一個(gè)增益自動(dòng)切換的電壓放大電路，輸入測試信號是頻率f＝1000Hz，Vi≤2V的正弦交流信號。具體要求如下：當(dāng)0V<Vi

<1V時(shí)，放大電路的增益為3倍；當(dāng)1V≤Vi<2.0V時(shí)，放大電路的增益為2倍；當(dāng)Vi

≥2.0V時(shí)，放大電路的增益為0.5倍；設(shè)計(jì)本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源。設(shè)計(jì)題三（2）：增益自動(dòng)變換放大電路設(shè)計(jì)參考課本<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>P454-P457。本課題只由（1）班同學(xué)選做。注意：電路調(diào)試時(shí)，電源用實(shí)驗(yàn)室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安裝自設(shè)計(jì)的電源電路。設(shè)計(jì)題四半導(dǎo)體三極管β值測量儀設(shè)計(jì)任務(wù)和要求設(shè)計(jì)一個(gè)可測量NPN型硅三極管的β值大小的顯示測量電路（β<200）,要求：1、三極管β值大小的個(gè)位、十位分別用數(shù)碼管顯示，百位用發(fā)光二極管表示，顯示范圍為0-199。2、響應(yīng)時(shí)間不超過2秒,顯示器顯示讀數(shù)清晰，注意避免出現(xiàn)“疊加現(xiàn)象”。3、電源采用5V或±5V供電。注：選做此題的分值系數(shù)為1.2。本課題只供有興趣的同學(xué)選做。設(shè)計(jì)思路1、被測三極管通過β-V轉(zhuǎn)換電路把三極管的β值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓（參見題2原理），然后再通過壓控振蕩器把電壓轉(zhuǎn)換成頻率，若計(jì)數(shù)時(shí)間及電路參數(shù)選擇合適，在計(jì)數(shù)時(shí)間內(nèi)通過的脈沖個(gè)數(shù)即為被測三極管的β值。2、由于β值范圍為0-199，因此百位數(shù)只有0和1兩種情況，因此百位顯示可以考慮不用譯碼管直

接輸出顯示（0時(shí)無顯示，1時(shí)顯示1），總共只用兩個(gè)譯碼管即可。方框圖被測三極管Β-V轉(zhuǎn)換電路壓控振蕩器計(jì)數(shù)時(shí)間產(chǎn)生電路計(jì)數(shù)器譯碼電路&顯

示設(shè)計(jì)題五

電容值測量儀的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求設(shè)計(jì)一個(gè)可測量電容值的電路。要求：1、電容測量范圍自定。（至少能測量三個(gè)電容值）2、能實(shí)現(xiàn)電容的測試與顯示。3、電源采用5V或±5V供電。

注：選做此題的分值系數(shù)為1.2。注意：預(yù)設(shè)計(jì)和報(bào)告的編寫由個(gè)人單獨(dú)完成，每人一份，不能雷同！！在安裝調(diào)試電路時(shí)可兩人共同完成，但每人要安裝50%左右獨(dú)立的電路，兩人調(diào)試完畢再合并統(tǒng)調(diào)。本課題只供有興趣的同學(xué)選做。電容測量的基本原理，就是先將電容量通過電路轉(zhuǎn)換成電壓、時(shí)間等參量，然后再將這些量以適當(dāng)?shù)姆绞斤@示出來。設(shè)計(jì)方法一:參考課本<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>P399習(xí)題7.26和P588-P592。設(shè)計(jì)方法二:采用脈寬調(diào)制法。參考課本<<數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)>>P351-P355。該方法的基本原理是將電容量轉(zhuǎn)換成時(shí)間間隔，然后通過數(shù)字方式顯示出時(shí)間間隔（電容量）。其由一個(gè)多諧振蕩器（P353圖6.5.6）和一個(gè)單穩(wěn)態(tài)(P351圖6.5.4)組成。當(dāng)R不變時(shí),改變電容C則輸出脈寬TW也隨之改變,由TW的脈寬就可求出電容的大小。TW=RCln3=1.1RC

; f=1/T=1.43/(R1+2R2)C1

;q=TW/T=1.57RC/

(R1+2R2)C1設(shè)計(jì)提示元件選擇時(shí)，應(yīng)注意：1、f不要太高，d應(yīng)在50%左右。f常選200Hz，一般頻率越高，可測電容越小，但也造成測量誤差越大。

2、RC不宜太小，因單穩(wěn)態(tài)的充電回路是電源R對C充電，但不是恒流充電，線性較差，故RC要盡量大，兼故到電阻的取值，取1ms-2ms為宜。3、為了保證一定的測量范圍，建議小范圍改變（通常為10倍）R值，大范圍改變C值4、電阻建議在1K-幾百K內(nèi)選擇，多諧振蕩器輸出接一個(gè)微分電路，控制單穩(wěn)輸入的

負(fù)脈寬度。電容可選100PF左右，最后由實(shí)驗(yàn)確定。電容量的數(shù)字顯示原理框圖如下：與門標(biāo)準(zhǔn)脈沖源計(jì)數(shù)器

譯碼與驅(qū)動(dòng)電路顯示電路門控控制計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)脈沖的振蕩頻率，使之與電容C大小成10n倍關(guān)系。與門標(biāo)準(zhǔn)脈沖源計(jì)數(shù)器

譯碼與驅(qū)動(dòng)電路顯示電路控制計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)清零取樣時(shí)間t1門控t2t1t2清零計(jì)數(shù)保持單脈沖觸發(fā)器1

1K1

1J設(shè)計(jì)題六頻率/電壓變換器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求設(shè)計(jì)一個(gè)頻率/電壓變換器。要求：1、當(dāng)正弦波信號的頻率fi在200HZ~2KHZ范圍內(nèi)變化時(shí)，對應(yīng)的直流電壓VO在1V~5V范圍內(nèi)線性變化。

2、正弦波信號由函數(shù)信號發(fā)生器提供。3、電源采用±12V供電。注：選做此題的分值系數(shù)為1。本課題只由電信(3)(4)班同學(xué)選做。輸入的的脈沖信號重復(fù)頻率成正比。圖中VO=2.09RLRtCtfi/RsRX=(VCC-2V)/0.2mA可見，當(dāng)RLRtCtRs一定時(shí)，VO正比于fi，對于某一fi，要使VO為其對應(yīng)值，可調(diào)節(jié)

RS的大小，由于恒流源電流I允許在

10UA~500UA范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，故RS可在190K~3.8k內(nèi)調(diào)節(jié)。一般RS在10K左右取用。脈沖波VPP≥2V通過本課題的設(shè)計(jì)，要求熟悉集成頻率/電壓變換器LM331的主要性能和典型應(yīng)用，掌握運(yùn)算放大器基本電路的原理，并掌握它們的設(shè)計(jì)、測量和調(diào)試方法。本課題可供選擇的方案有兩種：1、用通用型運(yùn)算放大器構(gòu)成微分器，其輸出與輸入的的正弦信號頻率成正比。2、直接應(yīng)用頻率/電壓變換器LM331，其輸出與12V設(shè)計(jì)提示參考課本<<數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)>>P345-P347。100K1.9V1Kfi（Hz）200650110015502000Vo(v)0.20.651.11.552VO和fi的關(guān)系系統(tǒng)框圖：（供參考）函數(shù)波形發(fā)生器正弦波fi=200Hz~2KHz比較器方波VO1F/V變換反相器反相加法器直流VO20.2V~2V-0.2V~-2VVO3參考電壓VRVO1V~5V設(shè)計(jì)題七

音頻功率放大器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器。要求：

1、最大不失真輸出功率：Pom＞2W。2、負(fù)載阻抗：RL=8Ω3、頻率響應(yīng)(無高低音提升和衰減時(shí))；50HZ～20KHZ（±3dB）。4、音調(diào)調(diào)節(jié)范圍：低音（50HZ）為±12dB，高音（20KHZ）為±12dB，5、全諧波非線性失真：D

＜10%6、輸入阻抗；＞10K。7、輸入電壓；＜50mV8、噪聲電壓：Vn≤50mV注：選做此題的分值系數(shù)為1.2。本課題只供有興趣的同學(xué)選做。給定條件：1、集成功率放大器采用TDA2030；2、集成前置放大電路采用LM324；3、高低音調(diào)調(diào)節(jié)電位器選用100KΩ；4、音量調(diào)節(jié)電位器選用10KΩ。安裝調(diào)試注意事項(xiàng)：1、音頻功率放大器功率較大，不適宜在面包板上工作，可選擇在通用板上進(jìn)行焊接。（先畫出PBC板焊接圖）2、在進(jìn)行元件布局和走線時(shí)，應(yīng)使連線盡可能短而直，否則不僅產(chǎn)生自激，且難以清除。設(shè)計(jì)題八集成運(yùn)算放大器簡易測試儀的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1、設(shè)計(jì)一臺能夠用來判斷運(yùn)算放大器好壞的簡易測試儀。2、設(shè)計(jì)本測試儀所需的直流穩(wěn)壓電源。注：選做此題的分值系數(shù)為1。（以集成LM741為例）注意：電路調(diào)試時(shí)，電源用實(shí)驗(yàn)室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安裝自設(shè)計(jì)的電源電路。本課題供(5)(6)班同學(xué)選做。原理框圖如下：正弦波產(chǎn)生電路被測運(yùn)算放大器毫伏表電路直流穩(wěn)壓電源1、正弦波產(chǎn)生電路可采用文氏正弦波振蕩電路或RC移相式正弦信號產(chǎn)生電路。2、毫伏表電路可用集成運(yùn)放、整流電橋和電流表組成，使流過電流表的電流值正比于輸入電壓值，其原理電路如下圖所示：設(shè)計(jì)提示VIRORPORFO1、由于運(yùn)放開環(huán)增益、輸入電阻很高，則其同相端和反相端電壓近似相等。2、流過RFO的電流等于流過RO的電流，則ifo=ui/RO,可見流過表頭的電流與VI成正比。參考課本<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>P454-P457。VIRORPORFORVO原理電路圖交流表電路設(shè)計(jì)任務(wù):設(shè)計(jì)制作一個(gè)簡易的高低電平報(bào)警器。要求：1、輸入電壓VI≥2/3VCC或VI≤1/3VCC

時(shí)電路報(bào)警；2、VI為0~10V步進(jìn)電源，步進(jìn)為1V，自設(shè)計(jì)，并仿真;3、VCC=12V;選做此題分值系數(shù)為1。設(shè)計(jì)題九：高低電平報(bào)警器的設(shè)計(jì)注意：電路調(diào)試時(shí)，電源用實(shí)驗(yàn)室用的直流穩(wěn)壓電源代替，不用安裝自設(shè)計(jì)的電源電路。本課題只由電信（3）（4）班同學(xué)選做。系統(tǒng)框圖：0~10V步進(jìn)電源VI0~10V窗口比較器報(bào)警電路步進(jìn)電源系統(tǒng)框圖：參考課本<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>P514、P554-P556。由于要求輸出0~10V步進(jìn)電源，可選用三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器LM317，但LM317輸出電壓范圍為1.2v~37v，為了滿足輸出0~10V，可再選用一片LM337（輸出電壓范圍為-1.2v~-37v）使之輸出-1.2V，與LM317的+1.2相加。從而使輸出達(dá)到0V。電源的步進(jìn)用開關(guān)調(diào)節(jié)。報(bào)警電路的設(shè)計(jì)方法較多，本課題可采用簡單的發(fā)光二極管和蜂鳴器報(bào)警。其電路可用矩形波發(fā)生器和單門限（過零）比較器組成，把矩形波發(fā)生器的UN（UC）端作為過零比較器的同相輸入電壓，過零比較器輸出電壓用發(fā)光二極管和蜂鳴器組成報(bào)警電路。報(bào)警電路的設(shè)計(jì)：參考課本<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>P425、P

437-P438。窗口比較器的設(shè)計(jì)：參考課本<<模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)>>P432。實(shí)驗(yàn)室可提供的元器件（